2016 Fiscal Year Research-status Report
電界結合と磁界結合を考慮した結合共振型無線電力伝送理論の体系化
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15K06061
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平山 裕 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70372539)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 無線電力伝送 / 結合共振 / アンテナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近傍界を用いた無線電力伝送技術の実用化が期待されている。無線電力伝送技術は、電力を扱うという点では、インバーターの延長線上ととらえると、パワーエレクトロニクス工学の領域である。一方、波長が無視できない高周波領域を扱うという点では、マイクロ波工学の領域である。現時点における無線電力伝送の研究開発は、そのどちらかの技術の応用として無線電力伝送技術に取り組んでいる。パワーエレクトロニクス工学・マイクロ波工学はそれぞれ、長い歴史の中で独自の体系を構築してきた学問であるが、どちらも、それぞれ単体では無線電力伝送の実用化に取り組むには不十分である。無線電力伝送の実用化のためには、技術開発のみならず、その基盤となる、高周波で電力の伝送を目的とした学問体系の構築が不可欠である。
平成２８年度の研究では、近傍界型無線電力伝送システムの統一モデルを構築した。近傍界型無線電力伝送システムが (1) 周波数変換 (2) インピーダンス実部変換 (3) インピーダンス虚部変換 (4) 電磁界モード変換 の４個の機能を持つことを明確にした上で、システムの要素技術がこれらの機能の実現にどのように関わっているかを明らかにした。このモデルにより、例えばパワーエレクトロニクスによる力率最大化の考え方、マイクロ波による反射係数最小化の考え方を統一的に説明でき、また、パワーエレクトロニクスによる「トランスのk値・Q値」とマイクロ波による「共振器のk値・Q値」との違いを明確に説明することができる。
さらに、提案したモデルを具体的な無線電力伝送用アンテナに適用することにより、より高効率なアンテナの開発を行い、提案モデルの有用性を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該研究に関し、国際学会発表４件（うち１件は招待発表）、国内学会発表３件、著書（共著）１編の発表を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に構築した理論モデルを著書・論文・国際学会・研究会など様々な方法で発表し、パワーエレクトロニクス・マイクロ波工学・アンテナ工学など、多様な方面からのフィードバックを取り入れ、より一般性の高いモデルにしていきたい。
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| Causes of Carryover |
電磁界シミュレーションの実行に、当初の想定より多くの時間がかかったため、検証用実験モデルの製作が遅れたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験モデルの製作および論文投稿費として使用予定。
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